Диссертация (1173007), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Но к сожалению данныедатчики не имеют широкого практического использования. И не в последнююочередь это связано с тем, что им, как и всем существующим конструкциям дляизмерения расхода присущ общий недостаток. Еще не удалось создать датчика,позволяющего устранить или хотя бы существенно нивелировать влияние напоказания состава притока. [20, 37].Основные выводы по современным методам количественной оценки притокаприведены в таблице1.1.Таблица 1.1Современные методы количественной оценки дебитаМетодПреимуществаМеханическаяОбладаетрасходометрияинформативностьюскважинахНедостаткивысокой Низкая чувствительность ксв слабым притокам (нижняябольшой граница расхода порядка 8-скорости потока в стволе 10 м3/сут)(расходом)25Окончание таблицы 1.1Термокондуктивная Позволяетрасходометрияна Некачественномдаетколичественнойуровне оценки,оценить наличие притока.ввидувлияниянасильногорезультатыВысокая реакция на состав измерений состава притокапритока.Возможность диагностикималых расходов.МанометрическиаяМетод двух фаз, хорошо Предназначен для работы врасходометрияработает в жидкостях, с скважинахчетким разделением фазсбольшойобводненностью и с четкимразделением фаз.Поканетопытно-промышленныхработвэксплуатационныхскважинах.АкустическаяИмеетвысокуюультразвуковаяинформативностьрасходометрияизменениирасходаПовышеннаяпри чувствительность к составуобъемного ивструктурегазо-водных многокомпонентного потокаскважинахОтсутствуетскважинныйобразца прототип.Низкая результативность измерений в потоке со сложным компонентным ифазовым составом и структуры является общим недостатком всех названных втаблице методов определения расхода, преодолеть который пока не удалось [20, 37и др.].Этозаставляетболеевнимательнопосмотретьнаальтернативныепромыслово-геофизические методы для решения задачи количественной оценкидебита многопластовых объектов механизированного фонда, среди которыхпрежде всего следует назвать термические исследования скважин [20, 49 и др.].26То, что у термометрии есть информативный потенциал при решенииподобной задачи широко известно.

Со времени появления первых работ на эту тему(это 40-50 годы прошлого столетия) в данном направлении получены важныетеоретические и практические результаты. Были исследованы как информативныевозможности метода, так и возможности применения метода на практике [12, 14,17, 20, 34, 37, 47, 48, 49, 70, 74, 93 и др.].Запрошедшийпродолжительныйпериодразвитиятермическихисследований стало понятно и основное затруднение при ее практическомиспользовании [20, 37].Температурное поле очень чувствительно к протекающим в скважинепроцессам. В частности, оно может отражать процессы переноса вещества в стволескважины и пластах с очень малой интенсивностью. Это безусловный плюс.Однако при этом количество одновременно воздействующих на тепловое полепроцессов настолько велико, что нередко мы не можем диагностировать порезультатам исследований причину формирования той или иной аномалии.

А этозначит мы интерпретируем результаты измерений неоднозначно [61, 64].Подобная ситуация осложнена тем, что на распределение температуры вскважине влияют не только процессы, протекающие в момент измерений, но ипроисходившие в предшествующий период времени [22].Поэтомулюбаяпредлагаемаяметодикапроведенияизмеренийиинтерпретации результатов термических исследований должна быть обоснованадетальным анализом информативности [37]. Он предполагает детальноетеоретическое и экспериментальное изучение всех формирующих тепловое полепроцессов и обоснование условий проведения исследований, когда поставленнаяперед методом задача (в данном случае оценка дебита) может быть реализована вконкретных условиях исследуемой скважины [85].Это в первую очередь касается использования метода в скважинахмеханизированного фонда, эксплуатирующих коллектора с аномально низкойпроницаемостью, где дополнительными рисками его успешного примененияявляется слабый и нестабильный приток [37].27Итак, решение перечисленных проблем требует теоретического иэкспериментального изучения процесса тепломассопереноса в скважинахмеханизированного фонда.

Его основой является анализ информативноститермических исследований в зависимости от скважинных условий при проведениигеофизических исследований и на его основе усовершенствования методикипроведения измерений и интерпретации полученных результатов.1.3Информативные возможности термических исследований приоценке дебита пласта (физические основы метода, способы оценки дебита порезультатам термометрии)Переходя к анализу возможности применения термических исследованийпри оценке относительного вклада пластов в суммарный дебит скважины,необходимопреждевсегопонятьосновныезакономерностиповедениятемпературы в скважинах и определить, какие эффекты информативны в условияхслабого и нестабильного притока.

Поэтому в данном разделе кратко рассмотримфизические основы этого метода.В основе термометрии лежит изучение естественных и искусственныхтепловых полей в стволе скважине и вмещающих пластах. Именно эти поляявляются объектом исследования в действующих скважинах [37, 38].Естественные тепловые поля обусловлены региональными процессамитепломассопереноса в недрах Земли. Искусственные тепловые поля связаны снарушением естественного температурного режима массива горных породвследствие строительства, ремонта и эксплуатации скважин и пластов [2, 16, 20].Несмотря на широкие возможности, метод термометрии имеет рядограничений, связанных с влиянием большого числа параметров: тепловыесвойства горных пород, поступающего флюида, его дебит и др.Подробнее рассмотрим процесс и эффекты, формирующие распределениетемпературы в скважине. Изучаемая температура в стволе скважины и горныхпородах представляет собой скалярную функцию координат и времени:Т=Т(x,y,z,t).

Поле температур характеризуется градиентом температуры gradT иплотностью теплового потока qТ. Для количественного описания закономерностей28поведения перечисленных параметров используются основные положения ирасчетные соотношения классической и неравновесной термодинамики [37, 38].На тепловое поле в эксплуатационной скважине, и горных породах наиболеесильно воздействуют два механизма переноса теплоты - кондукция и вынужденнаяконвекция, а также термодинамические процессы, связанные с выделением(поглощением) теплоты, данные аномалии образуются на фоне естественного(геотермического) распределения температуры [20].Основным законом кондуктивного теплопереноса является закон Фурье:(1.1)qТ =-Т gradTгде Т - теплопроводность пород.

Тепловая мощность изменения температурыпористойсредыкондуктивнымпотокомопределяетсясоотношением:N  div(  gradT ) .Вынужденный конвективный теплоперенос теплоты связан с перемещениемфлюида (воды, нефти, газа) под воздействием внешних сил. В основеколичественного описания данного эффекта в пористой среде коллектора лежитпонятиеоскоростифильтрации,котораяопределяетинтенсивностьтепломассопереноса в направлении преимущественного движения флюида (вслучае радиального притока – от контура питания в скважине), которыйпредставлен на рисунке 1.2.Рисунок 1.2 - Скорость фильтрации флюида в коллекторе.29Интенсивность массопереноса в направлении преимущественного движенияфлюида определяет Vф и рассчитывается по формуле (1.2):Vф=Q/A(1.2)где Q – расход флюида в трубке тока, A - площадь поперечного сечениятрубки тока.

Величина Vф существенно меньше реальной скорости движения V впорах, порядок различия определяется величиной эффективной пористости К п [37и др.].Тепловая мощность, связанная с вынужденной конвекцией, описываетсяуравнением:qт  сδф  v ф gradT ,(1.3)Основные эффекты выделения (поглощения) теплоты связаны с дроссельными адиабатическим эффектами. Тепловая мощность дроссельного эффектаопределяется соотношением: qт  сδф    v ф gradP .

Аналогичное соотношение дляадиабатического эффекта имеет вид:qт  К п сδф   Pt, дифференциальныедроссельный и адиабатический коэффициенты, Кп -пористость пласта, Р- давление,t – координата времени.Уравнениебаланса(законсохранения)энергии,учитывающееперечисленные эффекты имеет вид [95]сδф1div(  gradT )  v к gradT    v к gradP  К п   P  TttсПс п(1.4)где: vк – так, называемая скорость конвективного переноса теплоты,определяемая соотношением:vк c ф v;с псс пс  К П  c ф  (1  К П )  с тв(1.5)где: vф – скорость фильтрации флюида в пористой среде, сф – объемнаятеплоемкость флюида, спс – объемная теплоемкость пористой среды, ств –объемная теплоемкость твердой фазы коллектора.Соотношение 1.5 отражает очень важный для теории и практикитермометрии факт.

Характеристики

Список файлов диссертации